КРОВЕТВОРЕНИЕ ГЕМОПОЭЗ
Кроветворение (гемопоэз) – процесс образования крови. Выделяют эмбриональный и постэмбриональный гемопоэз. Эмбриональный гемопоэз – это процесс образования крови как ткани. Постэмбриональный гемопоэз – процесс образования форменных элементов крови в ходе физиологической и репаративной регенерации.
Согласно унитарной теории кроветворения, все клетки крови развиваются из одной родоначальной стволовой кроветворной клетки (СКК).
Эмбриональный гемопоэз делится на три периода в зависимости от времени и места протекания. Это периоды в определенной степени перекрываются: • мегалобластический (внезародышевый) период - 1 -2 -й месяцы эмбриогенеза; • гепато-тимо-лиенальный период - 2 -5 -й месяцы эмбриогенеза; • медулло-тимо-лимфатический период – 5 -10 -й месяцы эмбриогенеза.
Мегалобластический период начинается со 2 -3 недели внутриутробной жизни в мезенхиме желточного мешка. • В результате интенсивного деления клеток в мезенхиме образуются кровяные островки, клетки которых дифференцируются в двух направлениях: • ангиобласты, лежащие по периферии, превращаются в эндотелий и образуют стенки первичных кровеносных сосудов; • стволовые кроветворные клетки, которые лежат в центре островков, превращаются в первичные клетки крови – бласты.
Большая часть бластов делится и превращается в первичные эритробласты больших размеров – мегалобласты. Мегалобласты активно делятся и начинают синтезировать и накапливать эмбриональные гемоглобины. Из оксифильных мегалобластов образуются эритроциты больших размеров – мегалоциты. Часть мегалоцитов содержат ядро, часть – является безъядерными. Процесс образования мегалоцитов называется мегалобластическим эритропоэзом. Кроме мегалоцитов в желточном мешке образуется некоторое количество безъядерных эритроцитов обычного размера нормобластический эритропоэз. Образование эритроцитов в желточном мешке идёт внутри кровеносных сосудов – интраваскулярно.
• Одновременно с эритропоэзом в желточном мешке экстраваскулярно – вне просвета сосудов - идёт гранулоцитопоэз – образуются нейтрофильные и эозинофильные гранулоциты. • После образования кровеносных сосудов в теле зародыша и соединения их с сосудами желточного мешка эти клетки попадают в другие органы, участвующие в эмбриональном гемопоэзе. • В дальнейшем желточный мешок постепенно редуцируется, и к 12 -й неделе эмбриогенеза кроветворение в нём полностью прекращается
• В печени кроветворение начинается на 5 -6 неделях развития. Здесь образуются эритроциты, гранулоциты и тромбоциты. • К концу 5 -го месяца интенсивность гемопоэза в печени уменьшается, но в небольшой степени продолжается ещё несколько недель после рождения. • Гемопоэз в селезёнке наиболее выражен с 4 -го по 8 -й месяцы внутриутробного развития.
Начиная с 5 -го месяца красный костный мозг постепенно становится универсальным органом кроветворения, и происходит разделение на миелопоэз (образование всех видов форменных элементов крови за исключением лимфоцитов) и лимфопоэз
Постэмбриональный гемопоэз – процесс образования форменных элементов крови в ходе физиологической и репаративной регенерации после рождения. Обновление различных клеточных популяций крови необходимо, поскольку абсолютное большинство форменных элементов крови имеет короткий жизненный цикл (скорость распада эритроцитов, например, составляет 10 млн в секунду). Гемопоэз обеспечивает поддержание постоянного количества форменных элементов в периферической крови. Постэмбриональный гемопоэз протекает в миелоидной (красный костный мозг) и лимфоидных (тимус, селезенка, лимфоузлы, миндалины, аппендикс, лимфатические фолликулы) тканях.
• Современные представления о кроветворении основаны на признании унитарной теории кроветворения. Согласно этой теории, развитие всех клеток крови начинается со стволовой клетки крови (СКК), дифференцировка которой в различные форменные элементы определяется микроокружением и действием специфических веществ – гемопоэтинов. • Во взрослом организме человека СКК в норме локализованы в костном мозге (0, 05% от всех клеток костного мозга), однако в низких концентрациях они присутствуют также в периферической крови (0, 0001% от всех лимфоцитов). Богатым источником СКК является пуповинная кровь и плацента. • СК дают начало прогениторным клеткам и клеткампредшественникам, которые делятся и дифференцируются в зрелые клетки определенного типа ткани. Такие клетки называют еще коммитированными. • Клетки предшественники образуют дифференцированные клетки через ряд поколений промежуточных клеток, становящихся все более зрелыми. Таким образом, гемопоэтические клетки подразделяются на 6 классов, в зависимости от уровня дифференцировки.
КЛАСС I. - СТВОЛОВАЯ ГЕМОПОЭТИЧЕСКАЯ КЛЕТКА (СКК) СВОЙСТВА СКК: – плюрипотентность: СКК способна к дифференцировке в различных направлениях и даёт начало любому виду форменных элементов крови (эритроцитам, лейкоцитам, кровяным пластинкам), поэтому СКК называют родоначальными клетками.
• способность к самоподдержанию: СКК способны поддерживать постоянство численности своей популяции за счёт того, что после деления стволовой клетки одна из дочерних клеток остается стволовой, сохраняя все свойства родительской клетки; вторая дочерняя клетка дифференцируется в полустволовую (коммитированную) стволовую клетку. Такой митоз называется асимметричным • способность к делению (пролиферации). СКК – долгоживущая клетка; срок её жизни - жизнь индивидуального организма.
– устойчивость к действию повреждающих факторов, вероятно вследствие того, что СКК делятся редко; большую часть своей жизни они пребывают в состоянии покоя; при необходимости могут вновь вступать в клеточный цикл (например, при значительных кровопотерях и при воздействии факторов роста); кроме того СКК защищены своим местоположением.
– морфологически СКК не идентифицируются: то есть их нельзя различить обычными методами под световым или электронным микроскопом, СКК выглядит как любой малый лимфоцит, но они имеют свой фенотип (антигенный профиль): для них характерно присутствие на поверхности маркеров CD 34+, CD 59+, Thy 1/CD 90+, CD 38 lo/-, C-kit/cd 117+, и отсутствие ряда маркеров, свойственных зрелым клеткам крови (Lin-негативность); – благодаря определенному фенотипу СКК можно выявить методами иммуноцитохимии (с помощью меченых моноклональных антител).
– основное место локализации СКК – красный костный мозг, хотя численность СКК невелика (1 СКК на 2000 клеток красного костного мозга; или 1 СКК на 1 000 лейкоцитов периферической крови).
II. КЛАСС - МУЛЬТИПОТЕНТНЫЕ КОММИТИРОВАННЫЕ, частично детерминированные (ПОЛУСТВОЛОВЫЕ) КЛЕТКИ Мультипотентные коммитированные клетки дают начало форменным элементам крови нескольких, но не всех, видов. • Этот класс представлен 2 типами клеток: • родоначальной клеткой миелопоза – КОЕ-ГЭММ: эта клетка даёт начало гранулоцитам, эритроцитам, моноцитам и мегакариоцитам. • родоначальной клеткой лимфопоэза: эта клетка даёт начало В- и Т-лимфоцитам, натуральным киллерам и некоторым дендритным клеткам. • Клетки этого класса способны к ограниченному самоподдержанию. • Митотическая активность клеток этого класса по-прежнему низкая. • Морфологически не идентифицируются (малые лимфоциты на вид)
Мультипотентные Коммитированные клетки, как и клетки следующего класса – также называют КОЛОНИЕОБРАЗУЮЩИМИ ЕДИНИЦАМИ (КОЕ), поскольку в экспериментах на летально облученных мышах они способны образовывать колонии кроветворных клетках в их органах (селезенке). • Каждая колония возникает как результат деления одной клетки, поэтому анализируя клеточный состав колонии, можно сделать вывод о потентности клетки, давшей начало этой колонии КОЕ-ГЭММ – значит, что эта клетка даёт селезеночную колонию, состоящую из гранулоцитов (Г), эритроцитов (Э), моноцитов (М) и мегакариоцитов (М).
КЛАСС III. УНИПОТЕНТНЫЕ (КОММИТИРОВАННЫЕ) РОДОНАЧАЛЬНЫЕ КЛЕТКИ (ПРОГЕНИТОРНЫЕ, PROGENITORS) – унипотентны - детерминированы в направлении развития только одного вида форменных элементов (за исключением бипотентной КОЕ-ГМ) [детерминация – выбор направления развития]; – низкий потенциал самоподдержания – митотическая активность выше, чем у клеток 2 -го класса; – морфологически не идентифицируются (малый лимфоцит). – образуют «чистые» колонии (из одного вида форменных элементов).
IY. КЛЕТКИ-ПРЕДШЕСТВЕННИКИ (БЛАСТЫ, PRECURSORS) представляют отдельные линии развития форменных элементов; • пролиферативная активность ограничена, но выше, чем у 3 -го класса; • не обладают способностью к самоподдержанию; • морфологически распознаваемые (хотя все клетки этого класса сходны друг с другом, их можно идентифицировать при использовании стандартных методов окраски, не прибегая к выявлению иммуноцитохимических маркеров); имеют вид крупных клеток с крупным светлым овальным ядром, в котором хорошо определяются ядрышки, и базофильную цитоплазму.
Y. Созревающие клетки • Подвергаются структурной и функциональной дифференцировке, в ходе которой утрачивают способность к делению (за исключением лимфоцитов и моноцитов). • Идентифицируются морфологически
• ДИФФЕРОН - совокупность всех клеток, составляющих ту или иную линию дифференцировки от стволовых (наименее дифференцированных) клеток до терминально (наиболее зрелых) дифференцированных. • Многие ткани содержат несколько различных дифферонов, которые взаимодействуют друг с другом.
ЭРИТРОЦИТОПОЭЗ ДИФФЕРОН ЭРИТРОЦИТАРНОГО РЯДА СКК → КОЕ-ГЭММ → БОЕ-Э → КОЕ-Э → → ПРОЭРИТРОБЛАСТ → БАЗОФИЛЬНЫЙ ЭРИТРОБЛАСТ → → ПОЛИХРОМАТОФИЛЬНЫЙ ЭРИТРОБЛАСТ→ → ОКСИФИЛЬНЫЙ ЭРИТРОБЛАСТ → РЕТИКУЛОЦИТ → → ЭРИТРОЦИТ
• Начало эритроидного ряда – взрывообразующая единица эритропоэза – BFU-E. • При активации и делении BFU-E образуется множество унипотентных КОЕ-Э. • BFU-E реагирует на интерлейкин 3, но в отличие от КОЕ-Э не чувствительна к эритропоэтину, образующемуся в почке.
Из проэритробласта последовательно образуются: • базофильный эритробласт (накопление рибосом и начало синтеза Hb); • полихроматофильный эритробласт (накопление Hb); • оксифильный эритробласт (высокое содержание Hb и остатки белоксинтезирущего аппарата, потеря способности к делению и выброс ядра); • ретикулоцит
При дифференцировке предшественников эритроцитов в зрелые эритроциты происходят следующие процессы: • уменьшение размеров клетки; • выработка и накопление гемоглобина в цитоплазме; • постепенное снижение числа органелл; • изменение окраски цитоплазмы от базофильной (в связи с большим числом полирибосом) до оксифильной (обусловленной накоплением гемоглобина); • снижение, а в дальнейшем утрата способности к делению; • уменьшение размера, конденсация хроматина и выталкивание ядра из клетки.
Гранулоцитопоэз СКК → КОЕ-ГЭММ → КОЕ-Гн → МИЕЛОБЛАСТ → ПРОМИЕЛОЦИТ → → МЕТАМИЕЛОЦИТ→ ПАЛОЧКОЯДЕРНЫЙ НЕЙТРОФИЛ → СЕГМЕНТОЯДЕРНЫЙ НЕЙТРОФИЛ
Гранулоциты при развитии проходят следующие стадии: • миелобласт (не имеет гранул) • промиелоцит (первичные, азурофильные гранулы) • миелоцит (появление специфических гранул, округлое ядро) • метамиелоцит (бобовидное ядро) • палочкоядерный • сегментоядерный
По мере созревания гранулоцитов в зрелые клетки происходит: • уменьшение размеров клетки; • изменение формы их ядер от округлой до сегментированной; • накопление и изменение состава гранул в цитоплазме (постепенное увеличение доли специфических гранул); • утрата способности к делению; • нарастание подвижности клеток и приобретение разнообразных рецепторов плазмолеммы, обеспечивающих выполнение главных функций клеток (фагоцитоз, хемотаксис и др. ).
Тромбоцитопоэз – процесс образования и созревания тромбоцитов происходит в миелоидной ткани. Тромбоциты (кровяные пластинки) образуются в результате частичной фрагментации цитоплазмы мегакароицитов. Последовательность дифференцировки можно представить следующим рядом клеток: СКК → КОЕ-ГЭММ → КОЕ-МГЦ → МЕГАКАРИОБЛАСТ → ПРОМЕГАКАРИОЦИТ → ТРОМБОЦИТЫ (кровяные пластинки).
Мегакариоцит – очень крупная клетка (до 150 мкм в диаметре); имеет крупное, дольчатое полиплоидное ядро (до 64 n), слабобазофильную цитоплазму.
В ходе дифференцировки происходит образование и накопление гранул, характерных для тромбоцитов и содержащих специфические для них белки; • формирование системы мембран (демаркационных каналов), разрезающих цитоплазму мегакариоцита на участки размером 2 -4 мкм, соответствующие размерам будущих тромбоцитов; • образование филоподий (протромбоцитов) – узких длинных отростков мегакариоцитов, которые через поры эндотелия синусов красного костного мозга проникают в их просвет и распадаются на отдельные кровяные пластинки.
Скачать презентацию КРОВЕТВОРЕНИЕ ГЕМОПОЭЗ Кроветворение гемопоэз процесс образования
КРОВЕТВОРЕНИЕ_лекция.ppt